Selección de dispositivos para la protección de redes eléctricas de aeronaves. Cálculo y selección de dispositivos de protección y control, alambres y cables Organización del trabajo sobre la selección de dispositivos de protección de equipos

19.10.2019

La elección de los dispositivos de conmutación y los dispositivos de protección para los receptores eléctricos se realiza en función de los datos nominales de estos últimos y los parámetros de su red de suministro, los requisitos para la protección de los receptores y la red de modos anormales, los requisitos operativos, en particular la frecuencia de encendido y condiciones ambientales en el lugar de instalación de los dispositivos.

El diseño de todos los dispositivos eléctricos es calculado y marcado por los fabricantes para los valores de voltaje, corriente y potencia determinados para cada dispositivo, así como para un modo de funcionamiento específico. Por tanto, la elección del equipo para todas estas características se reduce esencialmente a encontrar, sobre la base de los datos del catálogo, los tipos y tamaños correspondientes de aparatos.

Al elegir los dispositivos de protección, se debe tener en cuenta la posibilidad de los siguientes modos anormales:

1) Cortocircuitos entre fases.

2) Fase de fallas en el caso.

3) Aumento de corriente causado por sobrecarga. Equipo tecnológico y, a veces, cortocircuito incompleto.

4) Desaparición o caída excesiva de tensión.

La protección contra corrientes de cortocircuito debe realizarse para todos los consumidores eléctricos. Debe operar con un tiempo mínimo de disparo y debe estar desafinado de las corrientes de irrupción.

Se requiere protección contra sobrecargas para todos los consumidores de energía con operación continua, excepto en los siguientes casos:

1) Cuando una sobrecarga de los receptores eléctricos por motivos tecnológicos no pueda producirse o sea improbable (bombas centrífugas, ventiladores, etc.).

2) Para motores eléctricos de menos de 1 kW.

La protección contra sobrecargas es opcional para motores eléctricos que operan en modos intermitentes o de corta duración. En áreas peligrosas, la protección contra sobrecargas de los receptores eléctricos es obligatoria en todos los casos. La protección contra subtensión debe instalarse en los siguientes casos:

Para motores eléctricos que no se pueden conectar a la red a plena tensión;

Para motores eléctricos cuyo arranque automático sea inaceptable por razones tecnológicas o represente un peligro para el personal operativo;

Para otros motores eléctricos, la desconexión de los cuales cuando se corta la energía es necesaria para reducir la potencia de arranque total de los consumidores eléctricos conectados a la red al valor permitido.

La corriente de cortocircuito debe cortarse instantáneamente o casi instantáneamente. Su valor en diferentes tramos de la red puede ser muy diferente, pero casi siempre se puede suponer que los dispositivos de protección deben desconectar con seguridad y rapidez cualquier corriente que sea significativamente superior a la de arranque, y al mismo tiempo, en ningún caso debe se activa durante el arranque normal.

Una corriente de sobrecarga es cualquier corriente que exceda la corriente nominal del motor, pero no hay razón para requerir que el motor se apague siempre que se produzca una sobrecarga.

Se sabe que se permite una cierta sobrecarga tanto de los motores eléctricos como de sus redes de suministro, y que cuanto más breve es la sobrecarga, mayor es su valor. Por tanto, las ventajas para la protección de sobrecarga de tales dispositivos que tienen una "característica dependiente", es decir, cuyo tiempo de respuesta disminuye con un aumento en la multiplicidad de sobrecarga, son claras.

Dado que, con muy raras excepciones, el dispositivo de protección permanece en el circuito del motor incluso durante el arranque, no debería funcionar a una corriente de arranque de duración normal.

Para la protección contra corrientes de cortocircuito, se debe utilizar un dispositivo no inercial, configurado a una corriente significativamente más alta que la de arranque, y para la protección contra sobrecargas, por el contrario, un dispositivo inercial con una característica dependiente, seleccionado para que lo haga. no funcionar durante el tiempo de puesta en marcha. En su mayor parte, estas condiciones se cumplen mediante un disparador combinado que combina la protección de sobrecarga térmica y el disparo electromagnético instantáneo con corriente de cortocircuito.

Solo un dispositivo instantáneo, configurado para una corriente mayor que la de arranque, no brinda protección contra sobrecargas. Por el contrario, solo un dispositivo inercial con una característica dependiente, que, con una gran relación de sobrecarga, se activa casi instantáneamente, puede implementar ambos tipos de protección, si solo puede desafinarse de las corrientes de irrupción, es decir, si el tiempo de su funcionamiento al inicio es mayor que la duración de este último.

Fusibles anteriormente ampliamente utilizados como dispositivos protectores, tienen una serie de desventajas, las principales de las cuales son:

Aplicación limitada para protección contra sobrecargas, debido a la dificultad de desafinación de las corrientes de irrupción;

Insuficiente, en algunos casos, que limita la potencia desconectada;

Continuación del funcionamiento del motor eléctrico en dos fases cuando el inserto se quema en la tercera fase, lo que a menudo conduce a daños en los devanados del motor;

Falta de capacidad para restaurar rápidamente los alimentos;

Posibilidad de utilizar insertos sin calibrar por parte del personal operativo;

El desarrollo de un accidente con algunos tipos de fusibles, debido a la transferencia del arco a fases adyacentes,

Una gran variedad de características de tiempo-corriente incluso para productos homogéneos.

En comparación con los fusibles, las máquinas de aire son dispositivos de protección más avanzados, pero tienen una acción indiscriminada, especialmente con corrientes de corte no reguladas en máquinas de instalación automática, aunque las máquinas universales tienen la posibilidad de selectividad, se realiza de forma compleja.

Cabe señalar que la protección contra sobrecargas para la instalación de dispositivos automáticos se realiza mediante disparos térmicos. Estos relés son menos sensibles que los relés térmicos de los arrancadores magnéticos, pero se instalan en tres fases.

En las máquinas universales, la protección contra sobrecargas es aún más burda, ya que solo tienen un relé electromagnético. Al mismo tiempo, en las máquinas universales es posible realizar una protección contra subtensión.

Los arrancadores magnéticos con relés térmicos incorporados brindan una protección sensible contra sobrecargas en dos fases, pero debido a la gran inercia térmica del relé, no brindan protección contra cortocircuitos. La presencia de una bobina de retención en los arrancadores permite la protección contra subtensión.

La protección contra sobrecargas y cortocircuitos puede proporcionarse mediante relés electromagnéticos y de inducción de corriente, pero también pueden actuar solo a través de un dispositivo de desconexión, y los circuitos con su uso son más complejos.

Teniendo en cuenta lo anterior y la totalidad de los requisitos para los dispositivos de control y protección:

1) Para motores eléctricos de hasta 55 kW, que requieren protección contra sobrecargas, los dispositivos más comunes son los arrancadores magnéticos en combinación con fusibles o disyuntores de aire.

2) Para motores eléctricos de más de 55 kW, se utilizan contactores electromagnéticos en combinación con relés de protección o disyuntores de aire. Debe recordarse que los contactores no permiten que el circuito se rompa en caso de cortocircuitos.

Corriente nominal del motor:

In =, A (8) donde In es la corriente nominal del motor, A;

Rdv - potencia del motor, kW;

Factor de conversión;

U - tensión nominal, V;

Eficiencia.

Elección de un disyuntor con accionamiento electromagnético.

Elección de un transformador de corriente.

El transformador de corriente está diseñado para reducir la corriente primaria a tamaño estándar(5 o 1 A) y para la definición de circuitos de medida y protección contra circuitos primarios de alta tensión.

Tabla 4. Datos técnicos del disyuntor automático de aire de la serie A3730F

Tabla 5. Datos técnicos del transformador de corriente de la serie TKL

Los transformadores de corriente se fabrican para las siguientes corrientes nominales: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10,000 y 15,000 A

Finalmente, seleccionamos un transformador de corriente TKL - 0.5 - un transformador de corriente de bobina con aislamiento de resina sintética fundida.

Elección de un transformador de tensión.

Un transformador de voltaje está diseñado para convertir grandes voltajes alternos en voltajes relativamente bajos.

Finalmente, seleccionamos el transformador de voltaje NOS - 0.5.

Transformador de tensión de medida monofásico seco.

Cálculo y selección de cables e hilos.

Elegimos un cable según la densidad de corriente económica.

Condiciones para elegir la sección transversal de los conductores:

donde Fek - sección transversal del conductor, mm2;

Iр. max es la corriente máxima estimada en modo normal, A;

jek - densidad de corriente económica, A / mm2.

La densidad de corriente económica depende del material conductor y del valor Tmax. Dado que Tmax = 5000 h, elegimos jek = 1,7 A / mm2.

Elección de un cable AVVG - (4CH95)

Cable de cuatro núcleos con conductores de aluminio, aislamiento de goma, funda y blindaje de PVC.

Verificamos el cable por pérdidas de voltaje:

ДU - factor de conversión;

Iр - corriente del rotor, A;

Longitud de la línea, km;

r0 = 0,89 Ohm / km es la resistencia activa específica del cable por 1 km de longitud;

cos c - factor de potencia activa;

x0 = 0.088 Ohm / km es la reactancia específica del cable por 1 km de longitud;

sin c - factor de potencia reactiva;

Voltaje no clasificado, V.

DU = H100% = 3,5%,

3,5% < 5%, кабель проходит по потерям напряжения

PN2-600-630A-U3-KEAZ Inom = 597A Corriente de corte 630

En caso de sobrecargas operativas (tecnológicas) y modos de emergencia, que son el resultado de un mal funcionamiento del circuito, fluyen por los circuitos eléctricos del circuito de emergencia corrientes que superan los valores nominales para los que está diseñado el equipo eléctrico.

Como resultado del impacto de las corrientes de emergencia y el sobrecalentamiento de los conductores, se altera el aislamiento eléctrico, las superficies de contacto de los buses de conexión y los dispositivos eléctricos se queman y derriten. Los choques electrodinámicos provocan daños en las barras colectoras, los aisladores y los devanados del reactor.

Para limitar la amplitud de las corrientes de emergencia y la duración de su flujo, se utilizan dispositivos y sistemas especiales para la protección de equipos eléctricos. Los dispositivos de protección deben desconectar el circuito de emergencia antes de que sus elementos individuales puedan fallar.

En caso de grandes sobrecargas o cortocircuitos, los dispositivos de protección deben apagar inmediatamente toda la instalación eléctrica o parte de ella con la máxima velocidad para asegurar una mayor operatividad o, si el accidente es consecuencia de la falla de uno de los elementos del circuito, prevenir la falla de otros equipos eléctricos.

En caso de pequeñas sobrecargas que no sean peligrosas para el equipo durante un cierto período de tiempo, el sistema de protección puede actuar sobre una señal de advertencia para la información del personal operativo o sobre el sistema. regulación automática para reducir la corriente.

Dado que el factor principal que conduce a la falla de los equipos eléctricos es el efecto térmico de la corriente de emergencia, de acuerdo con el principio de construcción, los dispositivos de protección se dividen en corriente y térmica.

Los dispositivos de protección contra sobrecorriente controlan los valores o relaciones de los valores de las corrientes que fluyen a través del equipo.

Los dispositivos de protección térmica miden directamente la temperatura de los equipos eléctricos.

Los dispositivos semiconductores tienen una capacidad de sobrecarga baja en comparación con otros equipos de potencia, y se imponen mayores demandas a los dispositivos de protección para rectificadores de semiconductores y otros convertidores. Los dispositivos de protección en instalaciones con rectificadores semiconductores se seleccionan en función de las características de sobrecarga permisibles de los diodos de potencia o tiristores, teniendo en cuenta que esto también protegerá a otros equipos en el circuito de falla, ya que tiene una mayor capacidad de sobrecarga.

El uso de ciertos medios de protección está determinado por los parámetros del circuito de potencia del convertidor y la capacidad de sobrecarga de los dispositivos semiconductores.

Independientemente de los parámetros de instalación y el tipo de dispositivos y sistemas de protección utilizados, se distinguen los siguientes Requerimientos generales a la protección.

1. Respuesta rápida - asegurando el tiempo de respuesta mínimo posible de protección, sin exceder el permisible.

2. Selectividad. El apagado de emergencia solo debe realizarse en el circuito donde ocurrió la causa del accidente. Y otras secciones del circuito de potencia deben permanecer en funcionamiento.

3. Resistencia electrodinámica. La corriente máxima, limitada por dispositivos de protección, no debe exceder el valor permisible para la instalación eléctrica dada en términos de resistencia electrodinámica.

4. El nivel de sobretensión. La desconexión de la corriente de emergencia no debe provocar sobretensiones peligrosas para los dispositivos semiconductores.

5. Fiabilidad. Los dispositivos de protección no deben fallar al desconectar las corrientes de emergencia.

6. Inmunidad al ruido. En caso de interferencia en la red auxiliar y en los circuitos de control, el dispositivo de protección no debe dispararse falsamente.

7. Sensibilidad. La protección debe funcionar en caso de todos los daños y corrientes peligrosas para los dispositivos semiconductores, independientemente de la ubicación y la naturaleza del accidente.

Selección de fusibles.

Los fusibles se seleccionan de acuerdo con las siguientes condiciones:

1) según la tensión nominal de la red:

Unom.pred. > = Unom.s.,

donde Unom.pred. - tensión nominal del fusible;

Unom.s. - voltaje nominal de la red;

2) para la corriente nominal de largo plazo de la línea;

Inom.vst. > = Id. ;

donde Inom.wst. - corriente nominal del fusible;

Idlit: corriente nominal a largo plazo del circuito.

Además, cuando se utilizan fusibles instantáneos, el eslabón fusible no debe quemarse por sobrecargas de corriente a corto plazo, por ejemplo, por corrientes de arranque de motores eléctricos. Por lo tanto, al elegir fusibles para tales receptores eléctricos, también se debe cumplir otra condición:

Inom.vst. > = Istart / 3.1,

donde Istart es la corriente de arranque del motor.

A menudo existe la necesidad de proteger la línea principal, a través de la cual se alimenta un grupo de motores eléctricos, y algunos o todos ellos pueden arrancar al mismo tiempo. En este caso, los fusibles se seleccionan de acuerdo con la siguiente relación:

Inom.vst. > = Icr / 3.1 (en condiciones de arranque ligeras)

Inom.vst. > = Icr / (1.5 - 2) (bajo condiciones de arranque severas),

donde Icr = I'start + Ilit es la corriente máxima a corto plazo de la línea;

I'start: la corriente de arranque de un motor eléctrico o un grupo de motores encendidos simultáneamente, en cuyo comienzo alcanza la corriente a corto plazo de la línea el mayor valor;

I’dlit: corriente nominal a largo plazo de la línea hasta el momento de arrancar el motor eléctrico (o un grupo de motores eléctricos), determinada sin tener en cuenta la corriente de funcionamiento del motor eléctrico arrancado (o un grupo de motores).

Para consumidores de energía CA trifásica;

donde Рnom es la potencia nominal del receptor eléctrico (o un grupo de receptores eléctricos), kW; U - voltaje nominal (para consumidores de energía de CA - voltaje de línea de la red), kV;

- Factor de potencia; - la eficiencia del motor eléctrico.

Selección de disyuntores.

La elección de los interruptores automáticos se realiza de acuerdo con la tensión y la corriente nominales, sujeto a las siguientes condiciones:

Unom.a. > = Unom.s.; Inom.a. > = Idlong;

donde Unom.a. - tensión nominal del disyuntor;

Unom.s. - voltaje nominal de la red; donde Inom.а. - corriente nominal del disyuntor; Idlit: corriente nominal a largo plazo del circuito.

Además, se debe seleccionar correctamente lo siguiente: la corriente nominal de los relés Inom.resc.; corriente de instalación del elemento de disparo electromagnético del disparador combinado Iset.el.magn.; Corriente nominal del ajuste del relé térmico o elemento térmico del relé combinado - Inom.

Las corrientes nominales del relé electromagnético, térmico o combinado no deben ser inferiores a la corriente nominal del motor:

Inom. > = Inom.dv.

Corriente de instalación del relé electromagnético (corte) o del elemento electromagnético del relé combinado, teniendo en cuenta la inexactitud del relé y las desviaciones del real

La corriente de entrada de los datos catalign se selecciona de la condición

Iset.el.magn. > = 1,25 Istart. = 1,25 3,1 7 = 27 A Ip = 7 Ip

donde comienzo. - corriente de arranque del motor.

Corriente nominal de la instalación del relé térmico o elemento térmico del relé combinado:

Inom.set.heat. > = Inom.dv.

También se opta por la instalación de relés de disyuntores para proteger los circuitos de otros receptores eléctricos del sistema de alimentación, por ejemplo, circuitos de dispositivos de control y medida, etc. deben utilizarse fusibles). Debe tenerse en cuenta que si se instala un disyuntor con un disparador electromagnético en los circuitos de los receptores eléctricos, cuando se enciende, no hay picos de corriente de irrupción, entonces no es necesario desafinar desde este último y la corriente de instalación de la liberación electromagnética en este caso debe seleccionarse lo más mínima posible.

Selección de relés térmicos de arrancadores magnéticos.

Los relés térmicos se seleccionan de acuerdo con la corriente nominal del motor (o corriente nominal continua):

Inom.t.p> = Inom.m. ;

Al elegir relé térmico Es necesario esforzarse para asegurar que la corriente de instalación esté en el centro del rango de regulación.

Resultados del cálculo y selección de dispositivos de protección.

El análisis de fallos y modos de funcionamiento no nominales de máquinas eléctricas permite distinguir los siguientes tipos de accidentes que se encuentran a menudo en la práctica:

Cortocircuito (SC) en los terminales de la máquina o en el devanado del estator;

Rotor bloqueado al arrancar el motor (modo de cortocircuito del motor, que se encuentra especialmente al arrancarlo directamente);

Pérdida de fase del devanado del estator (que se encuentra a menudo al proteger los devanados con fusibles);

Sobrecargas tecnológicas derivadas de un aumento de carga durante el funcionamiento del motor;

Fallo de enfriamiento causado por un mal funcionamiento del sistema ventilación forzada motor;

Disminución de la resistencia del aislamiento resultante del envejecimiento del aislamiento debido a sobrecargas cíclicas de temperatura.

Los modos de emergencia en el circuito del motor asíncrono pueden causar un aumento a corto plazo de la corriente en 12 ... 17 veces en comparación con el nominal, o un flujo de corriente a largo plazo 5 ... 7 veces mayor que su valor nominal.

Para proteger los circuitos eléctricos del modo de cortocircuito, se utilizan ampliamente interruptores automáticos, relés de corriente y fusibles. Las condiciones de sobrecorriente requieren otro equipo de protección. Entonces, en caso de rotura de una de las fases de un motor de inducción, las más efectivas son la protección mínima de corriente y temperatura; menos eficaz, pero eficiente: protección térmica (relés térmicos). Con un rotor bloqueado, los relés de sobrecorriente y la protección de temperatura son muy efectivos, la protección térmica es menos efectiva. En caso de sobrecarga, la protección térmica da los mejores resultados. Los relés térmicos también son efectivos. En caso de falla de enfriamiento del motor, solo la protección de temperatura puede prevenir un accidente.

Una disminución en la resistencia de aislamiento del devanado del estator del motor puede provocar tanto una sobrecarga en el circuito como un cortocircuito.

La protección en tal accidente se lleva a cabo mediante dispositivos especiales para monitorear la resistencia de aislamiento del devanado del motor.

El principal modo de emergencia en las instalaciones de iluminación es el cortocircuito. La protección contra sobrecargas solo se requiere para instalaciones de iluminación operadas en interiores y en entornos explosivos y peligrosos por incendio. El dispositivo de protección más común para instalaciones de iluminación es un disyuntor. Cuando se encienden las lámparas incandescentes, aparece un pico de corriente a corto plazo, 10 ... 20 veces mayor que la corriente nominal. En aproximadamente 0.06 s, la corriente disminuye a la nominal. El valor de la corriente de entrada está determinado por la potencia de la lámpara. Al elegir el tipo de protección para lámparas incandescentes, es necesario tener en cuenta las peculiaridades de sus características de inicio.

Debido al uso generalizado de la tecnología de semiconductores de potencia, su protección requiere el uso de dispositivos efectivos. Una de las principales desventajas de los dispositivos semiconductores de potencia es su baja capacidad de sobrecarga de corriente, que impone condiciones severas al equipo de protección (en términos de velocidad, selectividad y confiabilidad de operación). Actualmente, para proteger los dispositivos semiconductores de potencia contra cortocircuitos (tanto externos como internos), se utilizan interruptores automáticos de alta velocidad, interruptores semiconductores, interruptores de vacío, interruptores de arco de pulso, fusibles de alta velocidad, etc. La conveniencia de usar uno o otra protección de los dispositivos semiconductores de potencia está determinada por las condiciones específicas de su funcionamiento.

La protección de los circuitos eléctricos ocupa un lugar especial. En la actualidad, las redes con un voltaje de 0,4 a 750 kV se utilizan ampliamente. Los tipos de fallas principales, más peligrosas y frecuentes en las redes son el cortocircuito entre fases y una falla de fase a tierra.

La mayor parte de los consumidores recibe energía de las redes de distribución con un voltaje de 0,4; 6 y 10 kV (recientemente, se han utilizado ampliamente redes de 0,66 kV). Para suministrar consumidores de energía estacionarios e instalaciones de iluminación de uso general, se utilizan redes trifásicas de cuatro cables con un voltaje de 380/220 V con un neutro sin conexión a tierra. Los consumidores de energía están conectados a los voltajes de línea de la red y los dispositivos de iluminación están conectados a los voltajes de fase. Los consumidores de energía poderosos, por ejemplo, los motores eléctricos con una capacidad de 160 kW o más, tienen un voltaje de 0,66; 6 y 10 kV.

Los principales modos de emergencia en tales redes son: cortocircuito monofásico (hasta 60% de los accidentes), cortocircuito trifásico (hasta 10%), cortocircuito bifásico a tierra (hasta 20% ), cortocircuito bifásico (hasta un 10%).

La protección de redes eléctricas con voltajes de hasta 1000 V se lleva a cabo, por regla general, mediante dispositivos de protección, y las redes con voltajes superiores a 1000 V tienen protección de relé.

Los dispositivos de protección de red más comunes son los disyuntores y los fusibles. Si se requiere tener protección con alta velocidad, sensibilidad o selectividad, entonces se utiliza protección de relé basada en relés e interruptores automáticos.

Las redes eléctricas interiores con voltajes de hasta 1000 V también deben tener protección contra sobrecargas, generalmente basada en interruptores automáticos con disparos térmicos o combinados.

La tarea principal a la que se enfrenta la elección de equipos de protección del consumidor y redes eléctricas es hacer coincidir las características de los dispositivos de protección con las características de carga máxima (dependencias de la corriente permitida en la duración de su flujo) de varios consumidores y redes (alambres y cables). Para cada tipo específico de consumidor, se puede lograr el acuerdo más completo utilizando un tipo específico de dispositivos de protección. En el caso de un acuerdo total, las características de corriente-voltaje y tiempo del dispositivo de protección en el gráfico aumentan y se acercan lo más posible a la característica de carga del consumidor.

Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia

(FGBOU VPO ZabGU)
Departamento de "Suministro de energía"

Prueba

Asunto: Sistemas de alimentación y redes eléctricas

Completado: alumno del grupo EPS-10-1
Rogozinsky A.P.
Controlado por: Shvets O.B.

Chita 2013
Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia
Institución Presupuestaria del Estado Federal de Educación Profesional Superior
"UNIVERSIDAD ESTATAL DE ZABAIKAL"
(FGBOU VPO ZabGU)
Departamento de "Suministro de energía"

EJERCICIO
para el control

En el curso "Sistemas de alimentación y redes eléctricas"

Al estudiante A.P. Rogozinsky

Tema
"Selección y ensayo de conductores y dispositivos de protección en redes eléctricas con tensión hasta 1000 V"

Opción 301

Tarea de prueba.

Elija los dispositivos de protección, sus parámetros, así como la marca y la sección transversal de los conductores ubicados en una habitación perteneciente a la clase de zona P-IIa según el PUE.
El voltaje de suministro de la red de iluminación es U = 220 V, el voltaje de línea de la red es U l = 380 V.
Método de colocación: conductores de redes de distribución - en tubos de acero; cable de red de suministro (troncal) en tierra.
Los datos iniciales se muestran en la tabla 1; El diagrama de la red eléctrica se muestra en la Figura 1.

tabla 1

Datos de diseño de la red de iluminación
Numero de luminarias			10
Potencia de una lámpara, W			500
Datos calculados de la red de distribución de energía.
Números de motor eléctrico			15,17,19
Parámetros del motor eléctrico
Número de motor	Potencia nominal, kW	Eficiencia		Factor de potencia cos?	Multiplicidad de la corriente de arranque, k i
M15	7	0,87		0,89	6,0
M17	14	0,88		0,89	5,5
M19	4,5	0,86		0,88	7,0

Figura 1 - Esquema de la red eléctrica

El propósito del cálculo térmico de redes eléctricas de baja tensión es la selección de parámetros de protección (fusibles, disyuntores, relés térmicos) utilizados para proteger las redes de corrientes de cortocircuito y sobrecargas, así como la selección de las secciones transversales de los conductores.
De acuerdo con la cláusula 1.3.2 del PUE, "los conductores de cualquier propósito deben cumplir con los requisitos para el calentamiento máximo permitido, teniendo en cuenta no solo los modos normales, sino también posteriores a la emergencia, así como los modos durante el período de reparación y posibles irregularidades en la distribución de corrientes entre líneas, tramos de bus, etc. NS. Al verificar el calentamiento, se toma una corriente máxima de media hora, la mayor de las corrientes promedio de media hora de un elemento de red dado.
Los siguientes tipos de redes eléctricas están sujetos a cálculo térmico:

- redes interiores hechas por conductores tendidos abiertamente con una funda o aislamiento combustible;
- redes de iluminación en edificios residenciales y públicos, en locales comerciales, de oficinas y de servicios públicos, incluidas redes para consumidores de energía portátiles y domésticos, así como redes en áreas con peligro de incendio;

- Para líneas monofásicas:

Dónde está la potencia total de las lámparas.

Tensión de fase de la red.

Los dispositivos de protección se seleccionan de tal manera que la corriente nominal del eslabón fusible (para fusibles) o la corriente de los disparadores térmicos o electromagnéticos (para interruptores automáticos) no sea menor (igual o ligeramente superior) que la corriente de funcionamiento:

La elección de los dispositivos de protección se realiza de acuerdo con las tablas de referencia.
Aceptamos para la instalación un interruptor automático tipo AE 2044 con un disparo combinado. La corriente nominal del disparo combinado se toma de la condición :.
Aceptamos.
Corriente nominal del disyuntor.

La sección transversal de los conductores está determinada por el valor de la carga de corriente continua permisible en los núcleos de los conductores, mientras que se debe cumplir la siguiente condición: (1).
Aceptamos alambre de cobre de la marca PV (con aislamiento de cloruro de polivinilo, de dos núcleos, con una sección transversal de 2x2 mm 2. Al colocar este alambre en una tubería de acero, tenemos: = 23 A.

por lo tanto, los parámetros AB adoptados no corresponden a la sección transversal del cable seleccionada. Aumentamos la sección transversal del cable. Aceptamos cables de la marca PV, con una sección transversal de 2x2,5 mm 2. Al colocar este cable en tubo de acero tenemos: = 25 A.
Así, obtenemos, es decir condición (1 se satisface).
Verificamos la correspondencia de los parámetros seleccionados del interruptor automático con la sección transversal de los núcleos de cable de acuerdo con la condición: tenemos:
, por lo tanto, los parámetros adoptados AB corresponden a la sección transversal seleccionada de los conductores del cable.

Según las condiciones del problema, la habitación pertenece a la clase P-IIa.

- redes de todo tipo en zonas explosivas de clases B-I, B-Ia, B-II, B-IIa.
- redes de distribución de energía en empresas industriales, en edificios residenciales y públicos, locales comerciales - en los casos en que la sobrecarga del mecanismo sea posible debido a razones tecnológicas o debido al modo de operación de la red.

La corriente nominal, A para motores de CA trifásicos se calcula mediante la fórmula:

Dónde está la potencia nominal del motor, W;
- voltaje de línea de la red, V;
- factor de potencia del motor eléctrico;
- coeficiente de rendimiento (eficiencia) del motor eléctrico.
La corriente de arranque del motor eléctrico se calcula mediante la fórmula :,
donde es el factor de multiplicidad de la corriente de arranque, determinado a partir de los libros de referencia y los datos del pasaporte del motor eléctrico.
Para los motores eléctricos dados, tenemos:
- motor M15

Motor M17:

Motor M19:

Seleccionamos la corriente nominal de los cartuchos fusibles en función de la condición:
, donde está el factor desencadenante. Aceptar = 2.0.

- Motor M15 ().
.
Aceptamos = 45A.

Motor M17 ().
.
Aceptar = 80 A.

Motor M19 ().
.
Aceptamos = 35 A.

Para cada uno de los motores obtenemos:
- Motor M15 ().

- Motor M17 ().

Aceptamos (arrancador PML 4220)
- Motor M19 ().

Aceptamos (starter PML 2220)

La elección se hace a partir de la condición :.
Aceptamos para la instalación un cable de la marca FV con conductores de cobre, con aislamiento de cloruro de polivinilo, de tres núcleos, con junta en tubería de acero.

- Motor M15 ().

Aceptamos alambre PV 3x1.5 mm 2, sección transversal 1.5 mm 2,
- Motor M17 ().

Aceptamos alambre PV 3x5 mm 2, sección transversal 5 mm 2,
- Motor M19 ().

Aceptamos alambre PV 3x1.5 mm 2, sección transversal 1.5 mm 2 ,.
Verificamos la correspondencia de los parámetros seleccionados de los dispositivos de protección con las secciones transversales de los núcleos conductores.

Para cada uno de los motores tenemos:
- Motor M15 ().
- se cumple la condición.
- Motor M17 ().
- se cumple la condición.
- Motor M19 ().
- se cumple la condición.

Para cada uno de los motores tenemos:
Motor M15:
Aceptamos alambre PV 3x2, sección transversal 2 mm 2 ,.

Motor M17:
- no se cumple la condición. Aumentamos la sección transversal del cable.
Aceptamos alambre PV 3x8, sección 8 mm 2 ,.
Obtenemos: - se cumple la condición.
Motor M19:
- se cumple la condición.

Con este cálculo térmico, no se determina la clase de la zona, ya que las líneas de suministro (troncales) se realizan ya sea por un cable en el suelo o por una línea aérea. En el segundo caso, la línea no debe correr dentro de los límites de las zonas de peligro de incendio y explosión.

La carga de las redes de suministro está formada por corrientes de energía y consumidores de iluminación.
La corriente de funcionamiento de la línea está determinada por la fórmula:

Donde es la suma de las corrientes nominales de todos (n) motores eléctricos, A;
- la suma de las corrientes de funcionamiento de todas (m) luminarias, A;
- el coeficiente de demanda (un valor adimensional que tiene en cuenta la simultaneidad del funcionamiento de los motores eléctricos).

Al calcular la corriente de línea máxima, se tiene en cuenta la corriente de arranque del motor eléctrico más potente, mientras que su corriente nominal se excluye de la suma.
La corriente máxima de línea está determinada por la fórmula:

¿Dónde está la corriente de arranque del motor eléctrico más potente, A.
UNA.

Las líneas están protegidas solo contra cortocircuitos.
Donde.
Para protección contra cortocircuitos. Aceptamos fusibles de la marca PR-2.
.
Aceptamos = 80A.
Al elegir los dispositivos de protección de línea, se debe tener en cuenta su selectividad (selectividad) de acción, es decir, en caso de cortocircuito en la red, solo debe reaccionar el dispositivo de protección más cercano al lugar del daño. Para ello, es necesario cumplir la siguiente relación entre las corrientes de dos dispositivos de protección conectados en serie:
,
¿Dónde está la corriente nominal del eslabón fusible del fusible más cercano a la fuente de alimentación, A;
- corriente nominal del cartucho fusible del fusible que sigue al primero de la fuente de alimentación, A.
= 80A.
= 80 A
, es decir. la condición no se cumple.
Por lo tanto, tomamos = 160 A, luego obtenemos: la condición se cumple.

La elección se realiza de acuerdo con las tablas de la sección 1 en función de la condición:

Aceptamos cable VRB 3x10, sección 10 mm 2,

- la condición se cumple, por lo tanto, los parámetros seleccionados de los dispositivos de protección corresponden a la sección transversal aceptada de los núcleos de los cables.

Lista bibliográfica: